Diyabetes mellitusun patogenezinde T-cadheri`in rolü (LDL uyarımlı mitojenik sinyal iletiminde T-cadherin)

Abstract

ÖZET T-cadherin orjinal olarak tavuk embriyo beyninden klonlanmış olup bunun insan homologu olan H-cadherin (cadherin 13) 16q24.2 kromozomda saptanmıştır. T-cadherin'in tipik olmayan bir LDL bağlanma bölgesi olduğu ve endoteliyal hücreler, vasküler düz kas hücreleri ve nöronlar gibi çeşitli hücre tiplerinde eksprese olduğu bulunmuştur. T-cadherin, membrana glikozu fosfatidil inozitol aracılığı ile bağlanan tek hücre adhezyon molekülüdür. T-cadherin ekspresyonunun çeşitli kanserli hücre tiplerinde azaldığı bildirilirken; damar duvarlarına tutunmuş olan tümör hücrelerinde, aterosklerotik lezyonlarda ve yeni damar intima tabakasının oluşumu sırasında ekspresyonunun arttığı gösterilmiştir. Bu ilginç bulgulara rağmen, T-cadherin'in fizyolojik rolü ve sinyal iletimi yollan ile olan ilişkisi hakkındaki bilgiler çok sınırlıdır. Bu çalışmanın amacı, LDL ile başlatılan sinyal iletiminde T-cadherin'in rolü olup olmadığını araştırmaktır. Endotel hücre dizisi EA.hy926'da T-cadherin'in ekspresyonu gösterildikten sonra bu hücrelerden elde edilen T-cadherin, ikinci çoklu klonlama bölgesinde mitokondri hedefli DsRed 2 protein (mtDsRed) içeren pBudCE4.1 vektörüne klonlandı. Daha sonra, kalıcı olarak T-cadherin ve mtDsRed overeksprese eden insan embriyonik böbrek (human embryonic kidney, HEK)293 hücreleri hazırlandı. LDL ile uyarılan sinyal iletiminde T-cadherin'in rolü, sırasıyla kalıcı veya geçici olarak T-cadherin overeksprese eden HEK293 ve EA.hy926 hücrelerinde çalışıldı. Yapılan çalışmalar sonucunda verilerimiz, T-cadherin'in LDL için spesifik bir reseptör fonksiyonu gösterdiğini ortaya koymaktadır. Okside LDL ve glike LDL'nin T-cadherin'e olan bağlanma özelliklerinin ise doğal LDL'nin göstermiş olduğu bağlanmadan daha zayıf bulunmuştur. T-cadherin'e LDL'nin bağlanması ile birlikte PLC aktivasyonu ve IP3 oluşumunu içeren ve bunu takiben intrasellüler Ca+2 artışı ile sonuçlanan bir mitojenik sinyal iletiminin başladığı bulundu. Bu sonuçlarla ilişkili olarak, tirozin kinazların ve ERKİ/2 kinazın aktivasyonu ve NFıcB'nin nukleusa translokasyonu gözlendi. Son olarak da HEK293 hücrelerinde T-cadherin overekspresyonunun LDL bağımlı bir durumda hücre proliferasyonunu hızlandırdığı bulundu. Hücre içine LDL alımının T-cadherin tarafından sağlanmadığını gösteren bulgularımız doğrultusunda, çalışmamız damar sisteminde LDL bağımlı bir mitojenik sinyal iletiminde, T-cadherin'in LDL için bir reseptör fonksiyonu gösterdiğini vurgulamaktadır. Anahtar Kelimeler: T-cadherin, endotel hücreleri, HEK293, Ca+2 sinyalizasyonu, mitojenik sinyal iletimi, NFkB, proliferasyon iv

ABSTRACT T-cadherin was originally cloned from the brain of a chicken embryo and meanwhile the human homolog H-cadherin (cadherin 13) has been identified on chromosome 16q24.2. T-cadherin was found to be an atypical LDL binding site that is expressed in various types of cells, including endothelial cells, smooth muscles cells and neurons. T-cadherin is a unique cadherin cell adhesion molecule that is anchored to the cell surface membrane through its glycosyl phosphatidyl inositol moiety. Notably, the expression of T-cadherin was reduced in numerous types of cancers while it was upregulated in tumor-penetrating blood vessels, atherosclerotic lesions and during neointima formation. Despite these intriguing findings, our knowledge on the physiological role and the signal transduction pathways associated with this protein is limited. This study was aimed to investigate whether or not T-cadherin has a role in LDL-initiated signal transduction. After showing the expression of T-cadherin in the endothelial cell line EA.hy926, full length T-cadherin from EA.hy926 cells was cloned into the pBudCE4.1 vector that encoded mitochondria-targeted DsRed 2 protein (mtDsRed) in a second multicloning site. Furthermore human embryonic kidney (HEK) 293 cells that stably overexpressed human T-cadherin and mtDsRed was performed. LDL-initiated signal transduction via T-cadherin was studied in HEK293 cells and the EA.hy926 that stably or transiently overexpressed T-cadherin, respectively. Our data revealed that T-cadherin serves as a receptor specifically for LDL. The property of T-cadherin to bind oxidized LDL and glycated LDL was found to be weaker than that on native LDL. Following LDL binding to T-cadherin, a mitogenic signal transduction was initiated that involved activation of PLC and IP3 formation, which, subsequently, yielded intracellular Ca2+ mobilization. Downstream to these early phenomena, activation of tyrosine kinase(s), ERK1/2 kinase and the translocation of NFkB towards the nucleus were found. Finally over-expression of T- cadherin in HEK293 cells resulted in accelerated cell proliferation in a LDL dependent manner. Since LDL uptake was not facilitated by T-cadherin, our data suggest that T-cadherin serves as a signaling receptor for LDL that facilitates a LDL- dependent mitogenic signal in the vasculature. Keywords: T-cadherin, endothelial cells, HEK293, LDL, Ca2+ signaling, mitogenic signaling, NFkB, proliferation,